Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) совершили важное открытие в области формирования молекулярных сетей. Ученые установили, что ключевым фактором в образовании супрамолекулярных структур является не сила химических связей, а гибкость молекулярных интерфейсов.
Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?
Изображение носит иллюстративный характер

В природе супрамолекулярные сети играют фундаментальную роль в функционировании биологических систем. Яркими примерами служат белок клатрин, который формирует шестиугольные сети для обеспечения эндоцитоза, и белок TRIM5a, создающий защитную решетку против ВИЧ. Даже пчелиные соты демонстрируют аналогичный принцип гексагональной организации на макроуровне.

Группа ученых под руководством Маартье Бастингс из Лаборатории программируемых биоматериалов (PBL) и Георга Фантнера из Лаборатории био- и наноинструментов (LBNI) использовала наноинженерные нити ДНК в форме трехлучевых звезд для изучения механизмов формирования сетей. Исследователи варьировали длину и последовательность нуклеотидов в «руках» этих структур.

С помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии ученые наблюдали, как короткие жесткие «руки» ДНК-молекул успешно организовывались в стабильные шестиугольные сети. Напротив, длинные гибкие «руки» расходились слишком широко, препятствуя формированию крупных сетевых структур.

Компьютерное моделирование подтвердило, что молекулы с короткими «руками» примерно в четыре раза чаще принимали параллельную конфигурацию, необходимую для образования стабильных связей. Важно отметить, что даже глобально гибкие молекулы могут формировать сети при наличии локальной жесткости в области интерфейса.

Это открытие имеет широкие практические применения. В медицине оно может помочь в разработке методов предотвращения образования амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера. В области спинтроники знание принципов самосборки может использоваться для создания наноразмерных сетей в передовой электронике.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, демонстрирует, как ДНК-нанотехнологии позволяют точно контролировать молекулярные свойства на атомном уровне, выходя за рамки традиционной геномной функции ДНК.


Новое на сайте

20072Эффект красоты решает исход собеседования до первых слов 20069Как черта характера крадёт деньги на переговорах 20068Карточная игра против главной дисфункции команды 20066Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение? 20065СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло так... 20064Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет 20063Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках 20062Кости в бухте Эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века 20061Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов Шанхая 20060Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19 20058Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет? 20057Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние 20056Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?
Ссылка